DE112021004992T5 - Optischer Bausatz und optische Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Es wird ein optischer Bausatz zum Bilden eines optischen Systems offenbart, das einen externen Resonator einer Laserlichtquelle aufweist, die Laserlicht ausgibt, wobei der optische Bausatz enthält: eine Basis mit einer Hauptfläche; ein Lichtquellen-Halteelement, das auf der Hauptfläche vorgesehen ist, um die Laserlichtquelle zu halten; und ein Halteelement, das auf der Hauptfläche vorgesehen ist, um das optische System zu halten, wobei das Halteelement ein Reflektor-Halteelement zum Halten des Winkelreflektors, ein erstes Öffnungselement-Halteelement zum Halten des ersten Öffnungselements und ein zweites Öffnungselement-Halteelement zum Halten des zweiten Öffnungselements aufweist, und wobei das erste Öffnungselement-Halteelement näher an dem Reflektor-Halteelement positioniert ist als eine Emissionsfläche des Laserlichts der Laserlichtquelle, die von dem Lichtquellen-Halteelement gehalten wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Bausatz und eine optische Vorrichtung.
  • Stand der Technik
  • In der Nichtpatentliteratur 1 wird ein Quantenkaskadenlasersystem mit externem Resonator beschrieben. Dieses Lasersystem umfasst einen Quantenkaskadenlaser, eine Kollimationslinse, die einen Laserstrahl aus einer Quantenkaskade kollimiert, ein Beugungsgitter, das Beugungslicht der 0. Ordnung des Laserstrahls von der Kollimationslinse in eine vorbestimmte Richtung reflektiert, und einen Spiegel, der das Beugungslicht der 0. Ordnung vom Beugungsgitter weiter reflektiert. Das Beugungsgitter und der Spiegel sind auf einer gemeinsamen drehbaren Plattform montiert. Eine Verlängerungslinie einer Reflexionsfläche des Beugungsgitters und eine Verlängerungslinie einer Reflexionsfläche des Spiegels schneiden sich genau auf einer Drehachse der Plattform.
  • Zitationsliste
  • Nicht-Patentliteratur
  • [Nicht-Patentliteratur 1] R. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, J. Faist „Widely tunable mode-hop free external cavity quantumcascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing" Applied Physics B, September 2008, Band 92, Ausgabe 3, S. 305-311
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Durch die zuvor beschriebene Konfiguration des Lasersystems können Position und Richtung des Ausgangslaserstrahls während eines Wellenlängeneinstellungsprozesses festgelegt werden. Wenn beim Betrieb eines solchen Lasersystems die Position und die Richtung des Ausgangslichts in einem Fall abweichen, in dem ein Benutzer eine Laserlichtquelle austauscht, um ein Wellenlängenband oder ähnliches zu ändern, ist es notwendig, ein nachfolgendes optisches System entsprechend anzupassen. Daher kann es erforderlich sein, dass das Lasersystem die Position und die Richtung des emittierten Lichts auch nach dem Austausch der Laserlichtquelle wiederherstellt. Es ist jedoch nicht einfach, die optische Achse des emittierten Lichts gleichzeitig mit der Feinjustierung zur Einrichtung eines externen Resonators einzustellen. Darüber hinaus ist in einem Fall, in dem das Beugungsgitter gleichzeitig mit der ausgetauschten Laserlichtquelle ausgetauscht werden muss, eine exakte Ausrichtung erforderlich, um die Position und die Richtung des Ausgangslichts während des Wellenlängeneinstellungsprozesses festzulegen, und daher ist die Einstellung immer noch schwierig. In einem Fall, in dem wie in Nicht-Patentliteratur 1 mit unsichtbarem Licht, wie z. B. Licht im mittleren Infrarotbereich, gearbeitet wird, wird die Justierung besonders schwierig.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen optischen Bausatz und eine optische Vorrichtung bereitzustellen, die eine einfache Einstellung einer Position und einer Richtung des Ausgangslichts ermöglichen.
  • Lösung des Problems
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein optischer Bausatz zur Bildung eines optischen Systems bereitgestellt, das einen externen Resonator einer Laserlichtquelle enthält, die Laserlicht ausgibt, wobei der optische Bausatz umfasst: eine Basis mit einer Hauptfläche; ein Lichtquellen-Halteelement, das auf der Hauptfläche vorgesehen und zum Halten der Laserlichtquelle ausgebildet ist; und ein Halteelement, das auf der Hauptfläche vorgesehen und zum Halten des optischen Systems ausgebildet ist, wobei das optische System umfasst: einen Winkelreflektor, der aus einem reflektierenden Beugungsgitter, das konfiguriert ist, um Laserlicht zu beugen, das von der Laserlichtquelle emittiert wird und aus einer ersten Richtung einfällt, und konfiguriert ist, das Beugungslicht 0. Ordnung in eine zweite Richtung zu reflektieren, die sich mit der ersten Richtung schneidet, und einem Spiegel, der konfiguriert ist, um das Beugungslicht von dem reflektierenden Beugungsgitter in eine dritte Richtung zu reflektieren, die sich von der ersten Richtung und der zweiten Richtung unterscheidet, gebildet ist, und ein erstes Öffnungselement und ein zweites Öffnungselement, die in der dritten Richtung angeordnet sind, um eine optische Öffnung zu bilden, durch die das Beugungslicht vom Winkelreflektor der Reihe nach hindurchtritt, wobei das Halteelement aufweist: ein Reflektor-Halteelement, das ausgebildet ist, um den Winkelreflektor zu halten, ein erstes Öffnungselement-Halteelement, das ausgebildet ist, um das erste Öffnungselement zu halten, und ein zweites Öffnungselement-Halteelement, das ausgebildet ist, um das zweite Öffnungselement zu halten, wobei das Reflektor-Halteelement einen ersten Mechanismus enthält, der die Einstellung einer optischen Achse des Beugungslichts in sowohl dem reflektierenden Beugungsgitter als auch dem Spiegel ermöglicht, wobei das erste Öffnungselement-Halteelement in der dritten Richtung näher an dem Reflektor-Halteelement positioniert ist als eine Emissionsfläche des Laserlichts der Laserlichtquelle, die von dem Lichtquellen-Halteelement gehalten wird, und wobei das zweite Öffnungselement-Halteelement in der dritten Richtung näher an einer dem Reflektor-Halteelement gegenüberliegenden Seite positioniert ist als die Emissionsfläche des Laserlichts der Laserlichtquelle, die von dem Lichtquellen-Halteelement gehalten wird.
  • Die Position und die Richtung des Ausgangslichts können mit diesem optischen Bausatz wie folgt eingestellt werden. Das heißt, zunächst wird der Winkelreflektor durch das Reflektor-Halteelement gehalten. Dann wird, während die Lichtintensität des Beugungslichts, das durch die optische Öffnung des ersten Öffnungselements über den Winkelreflektor gelangt ist, beobachtet wird, die optische Achse des Beugungslichts von dem reflektierenden Beugungsgitter durch den zweiten Mechanismus so eingestellt, dass der Maximalwert der Lichtintensität erhalten wird. Wenn der Maximalwert der Lichtintensität des Beugungslichts, das durch die optische Öffnung des ersten Öffnungselements hindurchgegangen ist, erreicht ist, wird die optische Öffnung des ersten Öffnungselements ausreichend vergrößert oder das erste Öffnungselement vorübergehend entfernt, und dann, während die Lichtintensität des Beugungslichts, das durch die optische Öffnung des zweiten Öffnungselements über den Winkelreflektor hindurchgegangen ist, beobachtet wird, wird die optische Achse des Beugungslichts vom Spiegel durch den ersten Mechanismus so eingestellt, dass der Maximalwert der Lichtintensität erreicht wird. Die Mitte der optischen Öffnung des ersten Öffnungselements und die Mitte der optischen Öffnung des zweiten Öffnungselements können innerhalb eines Bereichs der Bearbeitungsgenauigkeit der Basis und der Halteelemente auf eine Gerade ausgerichtet werden. Daher kann durch abwechselnde Wiederholung der Einstellung der optischen Achse des Beugungslichts, die durchgeführt wird, während die Intensität des Beugungslichts beobachtet wird, das durch die optische Öffnung des ersten Öffnungselements hindurchgegangen ist, und der Einstellung der optischen Achse des Beugungslichts, die durchgeführt wird, während die Intensität des Beugungslichts beobachtet wird, das durch die optische Öffnung des zweiten Öffnungselements hindurchgegangen ist, die optische Achse des Beugungslichts, das durch die optischen Öffnungen des ersten Öffnungselements und des zweiten Öffnungselements hindurchgeht, mit der einen Geraden ausgerichtet werden.
  • Als Ergebnis dieser Einstellungen kann die optische Achse des Beugungslichts, das von der Laserlichtquelle ausgegeben wird und durch die optischen Öffnungen des ersten Öffnungselements und des zweiten Öffnungselements über den Winkelreflektor tritt, mit der einen Geraden ausgerichtet werden. Dementsprechend sind die Position und die Richtung des Ausgangslichts fixiert. Auf diese Weise können die Position und die Richtung des Ausgangslichts gemäß diesem optischen Bausatz leicht eingestellt werden. Insbesondere ist in dem optischen Bausatz das erste Öffnungselement-Halteelement näher an dem Reflektor-Halteelement positioniert als die Emissionsfläche des Laserlichts der Laserlichtquelle, die von dem Lichtquellen-Halteelement gehalten wird, und das zweite Öffnungselement-Halteelement ist näher an einer Seite gegenüber dem Reflektor-Halteelement positioniert als die Emissionsfläche des Laserlichts der Laserlichtquelle, die von dem Lichtquellen-Halteelement gehalten wird. Das heißt, dass in diesem optischen Bausatz der Abstand zwischen dem ersten Öffnungselement und dem zweiten Öffnungselement gewährleistet ist. Daher wird die Neigung der optischen Achse (der einen Geraden) des Beugungslichts, das sowohl durch die optische Öffnung des ersten Öffnungselements als auch durch die optische Öffnung des zweiten Öffnungselements hindurchgeht, abgeschwächt, und die Position und die Richtung des Ausgangslichts können mit höherer Genauigkeit eingestellt werden.
  • In dem optischen Bausatz gemäß der vorliegenden Erfindung kann das optische System eine Linse, die zwischen der Laserlichtquelle und dem Winkelreflektor angeordnet ist und in die das Laserlicht in der ersten Richtung eingekoppelt wird, und ein drittes Öffnungselement, das so angeordnet ist, dass es eine optische Öffnung bildet, durch die das Laserlicht, das die Linse durchlaufen hat, in einem Fall, in dem der Winkelreflektor nicht vorhanden ist, hindurchtritt, aufweisen, wobei das Laserlicht, das die Linse durchlaufen hat, auf das reflektierende Beugungsgitter fällt, wobei das Halteelement aufweist: ein Linsen-Halteelement, das ausgebildet ist, um die Linse zu halten, und ein drittes Öffnungselement-Halteelement, das ausgebildet ist, um das dritte Öffnungselements zu halten, und wobei das Reflektor-Halteelement einen zweiten Mechanismus umfasst, der so konfiguriert ist, dass er den gesamten Winkelreflektor so hält, dass er entlang der Hauptfläche drehbar ist.
  • In diesem Fall können die Position und die Richtung des Ausgangslichts wie folgt eingestellt werden. Das heißt, zunächst wird jedes Halteelement mit Ausnahme des Reflektor-Halteelements der Halteelemente veranlasst, jede optische Komponente mit Ausnahme des Winkelreflektors des optischen Systems zu halten. Ferner wird die Laserlichtquelle so montiert, dass das von der Laserlichtquelle ausgegebene Laserlicht durch die optische Öffnung des dritten Öffnungselements, das von dem dritten Öffnungselement-Halteelement gehalten wird, über die von dem Linsen-Halteelement gehaltene Linse gelangt. Während die Lichtintensität des Laserlichts, das durch die optische Öffnung des dritten Öffnungselements gelangt ist, beobachtet wird, wird die Position der Laserlichtquelle in Bezug auf die Linse so eingestellt, dass der maximale Wert der Lichtintensität erreicht wird. Dadurch wird die Positionsausrichtung zwischen dem Lichtaustrittspunkt der Laserlichtquelle und der Mitte der Linse erreicht. Die Mitte der Linse und die Mitte der optischen Öffnung des dritten Öffnungselements können mit einer anderen Geraden innerhalb eines Bereichs der Bearbeitungsgenauigkeit der Basis und des Halteelements ausgerichtet werden. Daher wird durch den zuvor beschriebenen Schritt die optische Achse des Laserlichts, das von der Laserlichtquelle ausgegeben wird und durch die Linse geht, mit der anderen Geraden ausgerichtet.
  • Danach können die Einstellungen mit Hilfe des zweiten Öffnungselements und des dritten Öffnungselements auf die gleiche Weise wie zuvor beschrieben durchgeführt werden. Das heißt, der Winkelreflektor wird durch das Reflektor-Halteelement gehalten. Dann wird, während die Lichtintensität des Beugungslichts, das durch die optische Öffnung des ersten Öffnungselements über den Winkelreflektor gelangt ist, beobachtet wird, die optische Achse des Beugungslichts von dem reflektierenden Beugungsgitter durch den zweiten Mechanismus so eingestellt, dass der Maximalwert der Lichtintensität erreicht wird. Wenn der Maximalwert der Lichtintensität des Beugungslichts, das durch die optische Öffnung des ersten Öffnungselements hindurchgegangen ist, erreicht ist, wird die optische Öffnung des ersten Öffnungselements ausreichend vergrößert oder das erste Öffnungselement vorübergehend entfernt, und dann, während die Lichtintensität des Beugungslichts, das durch die optische Öffnung des zweiten Öffnungselements über den Winkelreflektor hindurchgegangen ist, beobachtet wird, wird die optische Achse des Beugungslichts vom Spiegel durch den ersten Mechanismus so eingestellt, dass der Maximalwert der Lichtintensität erreicht wird. Die Mitte der optischen Öffnung des ersten Öffnungselements und die Mitte der optischen Öffnung des zweiten Öffnungselements können innerhalb eines Bereichs der Bearbeitungsgenauigkeit der Basis und der Halteelemente mit einer Geraden parallel zu der anderen zuvor beschriebenen Geraden ausgerichtet werden. Daher kann durch abwechselndes Wiederholen der Einstellung der optischen Achse des Beugungslichts, die durchgeführt wird, während die Intensität des Beugungslichts, das durch die optische Öffnung des ersten Öffnungselements hindurchgegangen ist, beobachtet wird, und der Einstellung der optischen Achse des Beugungslichts, die durchgeführt wird, während die Intensität des Beugungslichts, das durch die optische Öffnung des zweiten Öffnungselements hindurchgegangen ist, beobachtet wird, die optische Achse des Beugungslichts, das durch die optischen Öffnungen des ersten Öffnungselements und des zweiten Öffnungselements hindurchgeht, mit der einen Geraden ausgerichtet werden.
  • Als Ergebnis dieser beiden Einstellungen können die optische Achse des Laserlichts, das von der Laserlichtquelle ausgegeben wird und durch die Linse tritt, und die optische Achse des Beugungslichts, das durch die optischen Öffnungen des ersten Öffnungselements und des zweiten Öffnungselements über den Winkelreflektor tritt, jeweils auf die Geraden ausgerichtet werden. Auf diese Weise lassen sich bei diesem optischen Bausatz die Position und die Richtung des Ausgangslichts leicht einstellen. Wenn die beiden Geraden, mit denen die optischen Achsen ausgerichtet sind, parallel zueinander sind (d.h. wenn die dritte Richtung eine Richtung ist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist), ist sichergestellt, dass die Reflexionsfläche des reflektierenden Beugungsgitters und die Reflexionsfläche des Spiegels durch die obigen Einstellungen orthogonal zueinander sind, und die Position und die Richtung des Ausgangslichts, wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts (das Beugungslicht) durch die Drehung des Winkelreflektors unter Verwendung des ersten Mechanismus ausgewählt wird, sind fixiert. Daher kann eine Konfiguration, in der die Position und die Richtung des Ausgangslichts, wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts ausgewählt wird, festgelegt sind, leicht realisiert werden.
  • Bei dem optischen Bausatz gemäß der vorliegenden Erfindung können das erste Öffnungselement-Halteelement und das Linsen-Halteelement in der zweiten Richtung angeordnet sein. So kann der Raum zwischen der Emissionsfläche der Laserlichtquelle und dem Winkelreflektor genutzt werden.
  • In dem optischen Bausatz gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Laserlichtquelle ein Laserelement, das so konfiguriert ist, dass es das Laserlicht oszillieren lässt, und ein Kühlelement, das in dem Laserelement auf einer Seite gegenüber der Emissionsfläche des Laserlichts vorgesehen und so konfiguriert ist, dass es das Laserelement kühlt, aufweisen, und das zweite Öffnungselement-Halteelement kann näher an einer Seite gegenüber dem Reflektor-Halteelement positioniert sein als das Kühlelement in der dritten Richtung. In diesem Fall ist es möglich, den Abstand zwischen dem ersten Öffnungselement und dem zweiten Öffnungselement zuverlässiger zu sichern und den Einfluss der Abwärme des Kühlelements auf die Einstellung der optischen Achse unter Verwendung des zweiten Öffnungselements einzudämmen.
  • In dem optischen Bausatz gemäß der vorliegenden Erfindung kann der erste Mechanismus die Einstellung einer optischen Achse des Beugungslichts ermöglichen, indem das reflektierende Beugungsgitter und der Spiegel unabhängig voneinander um Drehachsen entlang der Hauptfläche drehbar gehalten werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Einstellung der optischen Achse des Beugungslichts zu ermöglichen, indem das reflektierende Beugungsgitter und der Spiegel unabhängig voneinander um die Drehachsen entlang der Hauptfläche drehbar gehalten werden.
  • In dem optischen Bausatz gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Reflektor-Halteelement ferner einen dritten Mechanismus umfassen, der so konfiguriert ist, dass er das reflektierende Beugungsgitter so hält, dass sich das reflektierende Beugungsgitter nicht entlang der Hauptfläche dreht, und so konfiguriert ist, dass er den Spiegel so hält, dass sich der Spiegel unabhängig entlang der Hauptfläche dreht. In diesem Fall ist es möglich, die optische Achse des Beugungslichts des Spiegels einzustellen, während eine unbeabsichtigte Änderung der Wellenlänge des gebeugten Lichts eingedämmt wird.
  • In dem optischen Bausatz gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Reflektor-Halteelement ferner einen vierten Mechanismus enthalten, der so konfiguriert ist, dass er den Winkelreflektor so hält, dass er in der zweiten Richtung beweglich ist. In diesem Fall wird der Freiheitsgrad bei der Einstellung der optischen Achse des von dem Winkelreflektor emittierten Beugungslichts verbessert.
  • Der optische Bausatz gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Lichtquellen-Halteelement umfassen, das zum Halten der Laserlichtquelle ausgebildet ist. In diesem Fall, wenn die Laserlichtquelle ersetzt wird, wird die Positionierung der Laserlichtquelle einfach, und die Ausrichtung zwischen dem Licht emittierenden Punkt der Laserlichtquelle und der Mitte der Linse wird vereinfacht.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine optische Vorrichtung bereitgestellt, die Folgendes umfasst: den zuvor beschriebenen optischen Bausatz; die Linse, die von dem Linsen-Halteelement gehalten wird; den Winkelreflektor, der von dem Reflektor-Halteelement gehalten wird; das erste Öffnungselement, das von dem ersten Öffnungselement-Halteelement gehalten wird; das zweite Öffnungselement, das von dem zweiten Öffnungselement-Halteelement gehalten wird; und das dritte Öffnungselement, das von dem dritten Öffnungselement-Halteelement gehalten wird. Bei dieser optischen Vorrichtung können die Position und die Richtung des Ausgangslichts aus den zuvor beschriebenen Gründen einfach und mit hoher Genauigkeit eingestellt werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine weitere optische Vorrichtung bereitgestellt, in der ein optisches System mit einem externen Resonator einer Laserlichtquelle, die zur Ausgabe von Laserlicht konfiguriert ist, ausgebildet ist, wobei die optische Vorrichtung umfasst: ein Lichtquellen-Halteelement, das auf einer vorbestimmten Oberfläche der optischen Vorrichtung vorgesehen ist und zum Halten der Laserlichtquelle ausgebildet ist; und ein Halteelement, das auf der vorbestimmten Oberfläche vorgesehen ist und zum Halten des optischen Systems ausgebildet ist, wobei das optische System umfasst: einen Winkelreflektor, der aus einem reflektierenden Beugungsgitter, das konfiguriert ist, um Laserlicht zu beugen, das von der Laserlichtquelle emittiert wird und aus einer ersten Richtung einfällt, und konfiguriert ist, das Beugungslicht 0. Ordnung in eine zweite Richtung zu reflektieren, die sich mit der ersten Richtung schneidet, und einem Spiegel, der konfiguriert ist, um das Beugungslicht von dem reflektierenden Beugungsgitter in eine dritte Richtung zu reflektieren, die sich von der ersten Richtung und der zweiten Richtung unterscheidet, gebildet ist, und ein erstes Öffnungselement und ein zweites Öffnungselement, die in der dritten Richtung angeordnet sind, um eine optische Öffnung zu bilden, durch die das Beugungslicht vom Winkelreflektor der Reihe nach hindurchtritt, wobei das Halteelement aufweist:
    • ein Reflektor-Halteelement, das ausgebildet ist, um den Winkelreflektor zu halten, ein erstes Öffnungselement-Halteelement, das ausgebildet ist, um das erste Öffnungselement zu halten, und ein zweites Öffnungselement-Halteelement, das ausgebildet ist, um das zweite Öffnungselement zu halten, wobei das Reflektor-Halteelement einen ersten Mechanismus enthält, der die Einstellung einer optischen Achse des Beugungslichts in sowohl dem reflektierenden Beugungsgitter als auch dem Spiegel ermöglicht, wobei das erste Öffnungselement-Halteelement in der dritten Richtung näher an dem Reflektor-Halteelement positioniert ist als eine Emissionsfläche des Laserlichts der Laserlichtquelle, die von dem Lichtquellen-Halteelement gehalten wird, und wobei das zweite Öffnungselement-Halteelement in der dritten Richtung näher an einer dem Reflektor-Halteelement gegenüberliegenden Seite positioniert ist als die Emissionsfläche des Laserlichts der Laserlichtquelle, die von dem Lichtquellen-Halteelement gehalten wird.
  • Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen optischen Bausatz und eine optische Vorrichtung bereitzustellen, die eine einfache Einstellung einer Position und einer Richtung des Ausgangslichts ermöglichen.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Laservorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
    • 2 ist eine schematische Seitenansicht der in 1 gezeigten Laservorrichtung.
    • 3 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Konfiguration einer in 1 und 2 dargestellten Laserlichtquelle zeigt.
    • 4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein in 2 gezeigtes Halteelement zeigt.
    • 5 ist eine schematische Draufsicht, die die einzelnen Schritte eines Verfahrens zur Einstellung der optischen Achse zeigt.
    • 6 ist eine schematische Draufsicht, die die einzelnen Schritte des Verfahrens zur Einstellung der optischen Achse zeigt.
    • 7 ist eine schematische Draufsicht, die die einzelnen Schritte des Verfahrens zur Einstellung der optischen Achse zeigt.
    • 8 ist eine schematische Draufsicht, die die einzelnen Schritte des Verfahrens zur Einstellung der optischen Achse zeigt.
    • 9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Ergebnis der Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens zur Einstellung der optischen Achse unter Verwendung des optischen Bausatzes gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
    • 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Ergebnis der Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens zur Einstellung der optischen Achse unter Verwendung des optischen Bausatzes gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
    • 11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Ergebnis der Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens zur Einstellung der optischen Achse unter Verwendung des optischen Bausatzes gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
    • 12 ist eine Draufsicht zur Erläuterung eines Modifikationsbeispiels.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Nachfolgend wird eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen können gleiche oder sich entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und redundante Beschreibungen können weggelassen werden. Ferner ist in den Zeichnungen ein orthogonales Koordinatensystem dargestellt, das durch eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse definiert ist.
  • 1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Laservorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 2 ist eine schematische Seitenansicht der in 1 gezeigten Laservorrichtung. Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst die Laservorrichtung (eine optische Vorrichtung) 100 eine Laserlichtquelle 101, eine Linse 102, einen Winkelreflektor 103, eine Blende (ein drittes Öffnungselement) 106, eine Blende (ein erstes Öffnungselement) 107 und eine Blende (ein zweites Öffnungselement) 108. Der Winkelreflektor 103 umfasst ein reflektierendes Beugungsgitter 104 und einen Spiegel 105. Um die Erläuterung einer Positionsbeziehung zwischen der Blende 107 und einem Halteelement 17, das später beschrieben wird, und der Blende 108 und einem Halteelement 18, das später beschrieben wird, zu erleichtern, ist in 2 sowohl die Linse 102 als auch ein Halteelement 12, die die Blende 107 und den Halteelement 17 überlappen, durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet.
  • In der Laservorrichtung 100 sind eine Gerade S1, eine Gerade S2 und eine Gerade S3 definiert. Jede der Geraden S1, S2 und S3 ist eine virtuelle Linie. Die Gerade S1, die Gerade S2 und die Gerade S3 sind parallel zueinander, wenn sie in X-Achsenrichtung (eine negative Richtung ist eine zweite Richtung) und Y-Achsenrichtung betrachtet werden. Die Geraden S1 bis S3 verlaufen entlang einer Z-Achsenrichtung (eine positive Richtung ist eine erste Richtung und eine negative Richtung ist eine dritte Richtung). Die Geraden S1 und S2 sind gleich weit von der Geraden S3 entfernt. Mit anderen Worten verläuft die Gerade S3 durch die Mitte zwischen der Geraden S1 und der Geraden S2.
  • Bei der Laserlichtquelle 101 handelt es sich beispielsweise um einen Quantenkaskadenlaser, jedoch ist diese nicht darauf beschränkt. Die Laserlichtquelle 101 gibt Laserlicht L1 aus. Die Wellenlänge des Laserlichts L1 beträgt z. B. 3 µm bis 15 µm. Die Linse 102 empfängt das von der Laserlichtquelle 101 ausgegebene Laserlicht L1 in der positiven Z-Achsenrichtung (der ersten Richtung) und kollimiert das Laserlicht L1. Die Linse 102 ist eine asphärische Linse, z. B. aus ZnSe oder Ge, wenn die Laserlichtquelle 101 ein Quantenkaskadenlaser ist. Beispielsweise sind eine Oberfläche der Linse 102 auf einer Seite der Laserlichtquelle 101 und eine Oberfläche der Linse 102 auf einer der Laserlichtquelle 101 gegenüberliegenden Seite mit einer reflexionsarmen Beschichtung versehen. Ein lichtemittierender Punkt der Laserlichtquelle 101 und ein Mittelpunkt der Linse 102 sind im Wesentlichen zueinander ausgerichtet und liegen auf der Geraden S1.
  • Das von der Linse 102 emittierte Laserlicht L1 fällt auf den Winkelreflektor 103. Das Laserlicht L1, das auf den Winkelreflektor 103 auftrifft, fällt auf das reflektierende Beugungsgitter 104. Das heißt, das reflektierende Beugungsgitter empfängt das von der Laserlichtquelle 101 aus der positiven Z-Achsenrichtung (der ersten Richtung) emittierte Laserlicht L1. Eine Einfallsposition des Laserlichts L1 auf dem reflektierenden Beugungsgitter 104 ist ein Schnittpunkt zwischen einer Reflexionsfläche 104s (siehe 4) des reflektierenden Beugungsgitters 104 und der Geraden S1. Ferner beträgt der Einfallswinkel des Laserlichts L1 auf die Reflexionsfläche 104s (ein Winkel zwischen der Geraden S1 und einer Linie senkrecht zur Reflexionsfläche 104s) beispielsweise 30°. Die Anzahl der Rillen pro Längeneinheit des reflektierenden Beugungsgitters 104, die Form der Rillen und ähnliches kann entsprechend der Schwingungswellenlänge der Laserlichtquelle 101 eingestellt werden. In einem Fall, in dem die Laserlichtquelle 101 ein Quantenkaskadenlaser ist, kann die Anzahl der Rillen pro 1 mm jedoch 150 betragen, und die Blaze-Wellenlänge kann beispielsweise 6 µm betragen.
  • Das Beugungslicht L2 der 0. Ordnung des Laserlichts L1, das auf das reflektierende Beugungsgitter 104 auftrifft (eine Komponente, deren Emissionswinkel von der Reflexionsfläche 104s derselbe ist wie bei normaler ebener Reflexion und die nicht durch die Wellenlängendispersion aufgrund des Beugungsgitters beeinträchtigt wird), d. h. Beugungslicht L2 des Laserlichts L, das die Linse 102 durchlaufen hat, wird in der negativen X-Achsenrichtung (der zweiten Richtung) reflektiert. Mit anderen Worten, das reflektierende Beugungsgitter 104 beugt das darauf auftreffende Laserlicht L1 in der positiven Z-Achsenrichtung und reflektiert das Beugungslicht L2 der 0. Ordnung in der negativen X-Achsenrichtung. Das Beugungslicht L3 der 1. Ordnung des Laserlichts L1, das auf das reflektierende Beugungsgitter 104 einfällt, wird in der negativen Z-Achsenrichtung (der dritten Richtung) gebeugt, fällt auf die Linse 102, wird durch die Linse 102 konvergiert und wird auf eine Emissionsendfläche des Laserlichts L1 von der Laserlichtquelle 101 eingekoppelt. Infolgedessen wird ein externer Resonator zwischen der Laserlichtquelle 101 und dem reflektierenden Beugungsgitter 104 gebildet. Mit anderen Worten, das reflektierende Beugungsgitter 104 beugt das darauf einfallende Laserlicht L1 in der positiven Z-Achsenrichtung und lenkt das Beugungslicht L3 der 1. Ordnung in der negativen Z-Achsenrichtung.
  • Das von dem reflektierenden Beugungsgitter 104 in der negativen X-Achsenrichtung reflektierte Beugungslicht L2 fällt auf den Spiegel 105. Eine Einfallsposition des Beugungslichts L2 auf den Spiegel 105 ist ein Schnittpunkt zwischen einer Reflexionsfläche 105s (siehe 4) des Spiegels 105 und der Geraden S2. Die Reflexionsfläche 104s des reflektierenden Beugungsgitters 104 und die Reflexionsfläche 105s des Spiegels 105 sind orthogonal zueinander. Der Spiegel 105 muss nur einen Reflexionsgrad von 90 % oder mehr in Bezug auf das von der Laserlichtquelle 101 abgegebene Licht haben. Als Spiegel 105 kann beispielsweise ein flacher Goldspiegel verwendet werden, auf dessen Oberfläche Gold aufgedampft wurde. Das auf den Spiegel 105 auftreffende Beugungslicht L2, d. h. das Beugungslicht L2 des reflektierenden Beugungsgitters 104, wird in der negativen Z-Achsenrichtung (der dritten Richtung) reflektiert.
  • Das vom Spiegel 105 reflektierte Beugungslicht L2, d.h. das Beugungslicht L2 vom Winkelreflektor 103, durchläuft eine optische Öffnung 107h der Blende 107 und eine optische Öffnung 108h der Blende 108 in dieser Reihenfolge. Das heißt, die Blenden 107 und 108 sind in der negativen Z-Achsenrichtung angeordnet, um die optischen Öffnungen 107h und 108h zu bilden, durch die das Beugungslicht L2 vom Winkelreflektor 103 in dieser Reihenfolge hindurchtritt. Die optische Öffnung 107h der Blende 107 und die optische Öffnung 108h der Blende 108 sind in Z-Achsenrichtung einander zugewandt (in der ersten und der dritten Richtung). Die Blenden 106 bis 108 sind optische Elemente, deren Lochdurchmesser (optische Öffnungsgrößen) durch Blenden eingestellt werden können und gleich oder unterschiedlich sein können. Der minimale Blendendurchmesser jeder der Blenden 106 bis 108 kann jedoch mindestens 1 mm oder weniger betragen, um eine räumliche optische Achsenposition von unsichtbarem Laserlicht innerhalb eines bestimmten Bereichs zu begrenzen.
  • Die Blende 107 und die Blende 108 sind so angeordnet, dass ein Mittelpunkt der optischen Öffnung 107h und ein Mittelpunkt der optischen Öffnung 108h auf der Geraden S2 miteinander ausgerichtet sind. Das von der Blende 108 emittierte Beugungslicht L2 wird nach außen abgegeben. Die Blende 106 ist so angeordnet, dass das Laserlicht L1, das die Linse 102 durchquert hat, durch eine optische Öffnung 106h hindurchgeht, wenn der Winkelreflektor 103 nicht vorhanden ist. Die Linse 102 und die optische Öffnung 106h der Blende 106 sind in Z-Achsenrichtung (in der ersten und der dritten Richtung) einander zugewandt. Die Blende 106 ist so angeordnet, dass ein Mittelpunkt ihrer optischen Öffnung 106h mit dem Lichtaustrittspunkt der Laserlichtquelle 101 und einem Mittelpunkt der Linse 102 auf der Geraden S1 ausgerichtet ist.
  • In der Laservorrichtung 100 mit der obigen Konfiguration bleiben eine Position und eine Richtung des Ausgangslichts unverändert, wenn der Winkelreflektor 103 gedreht wird, um die Wellenlänge des Ausgangslichts (das Beugungslicht L2) zu ändern.
  • Die zuvor beschriebene Laservorrichtung 100, d.h. ein weiteres optisches System mit der Laserlichtquelle 101 und dem externen Resonator der Laserlichtquelle 101, wird durch einen optischen Bausatz 10 gebildet. Nachfolgend wird der optische Bausatz zur Herstellung der Laservorrichtung 100 beschrieben. Der optische Bausatz 10 umfasst eine Basis 11 mit einer Hauptfläche 11s und einem Halteelement, das jede der zuvor beschriebenen optischen Komponenten hält. Die Basis 11 ist flach und einstückig ausgebildet. Die Basis 11 kann eine vorstehende und vertiefte Struktur aufweisen. In diesem Fall kann die Hauptfläche 11s aus den Oberseiten einer Vielzahl von Vorsprüngen, d.h. einer Vielzahl von einer Seite zugewandten Flächen der vorstehende und vertieften Struktur, gebildet werden. In diesem Fall können die mehreren Flächen, die die Hauptfläche 11 s bilden, parallel zueinander sein. Das Halteelement umfasst ein Halteelement 12 zum Halten der Linse 102 (ein Linsen-Halteelement), ein Halteelement 13 zum Halten des Winkelreflektors 103 (ein Reflektor-Halteelement), ein Halteelement 16 zum Halten der Blende 106 (ein drittes Öffnungselement-Halteelement), ein Halteelement 17 zum Halten der Blende 107 (ein erstes Öffnungselement-Halteelement), ein Halteelement 18 zum Halten der Blende 108 (ein zweites Öffnungselement-Halteelement) und ein Halteelement 19 zum Halten der Laserlichtquelle 101 (ein Lichtquellen-Halteelement).
  • Die Geraden S1 bis S3 liegen in einer Ebene parallel zur Hauptfläche 11s der Basis 11. Mit anderen Worten, das Halteelement 12, die Halteelemente 16 bis 18 und das Halteelement 19 halten die Linse 102, die Blenden 106 bis 108 und die Laserlichtquelle 101 so, dass die Höhen des Mittelpunktes der Linse 102, die Mittelpunkte der optischen Öffnungen 106h bis 108h und der Lichtaustrittspunkt der Laserlichtquelle 101 von der Hauptfläche 11s aus zueinander ausgerichtet sind. Das Halteelement 12 und das Halteelement 16 sind in Z-Achsenrichtung (in der ersten Richtung und der dritten Richtung) angeordnet. Das Halteelement 17 und das Halteelement 18 sind in Z-Achsenrichtung (in der ersten Richtung und der dritten Richtung) angeordnet. Die Halteelemente 16 bis 18 können identisch sein. Ferner können die Höhen der Halteelemente 16 bis 18 von der Hauptfläche 11s gleich sein. Da in diesen Fällen die Halteelemente 16 bis 18 gleich sind (die gleiche Höhe haben), ist es bei Verwendung von Blenden (Öffnungselementen) mit der gleichen Form möglich, die Höhen der Mittelpunkte der optischen Öffnungen innerhalb eines Bereichs der Bearbeitungsgenauigkeit leicht aufeinander abzustimmen.
  • Hier ist das Halteelement 17 (und die Blende 107) näher an dem Halteelement 13 positioniert als eine Emissionsfläche 101s des Laserlichts L1 der Laserlichtquelle 101, die von dem Halteelement 19 in der negativen Z-Achsenrichtung gehalten wird. Ferner ist das Halteelement 18 (und die Blende 108) näher an einer dem Halteelement 13 gegenüberliegenden Seite positioniert als die Emissionsfläche 101s des Laserlichts L1 der Laserlichtquelle 101, die von dem Halteelement 19 in der negativen Z-Achsenrichtung gehalten wird. Das heißt, in X-Achsenrichtung gesehen, sind der Halteelement 17 (und die Blende 107), die Emissionsfläche 101s und der Halteelement 18 (die Blende 108) in dieser Reihenfolge in der negativen Z-Achsenrichtung angeordnet.
  • Ferner ist das Halteelement 12 (und die Linse 102) zwischen der Emissionsfläche 101s und dem Halteelement 13 (dem Winkelreflektor 103) angeordnet. Das Halteelement 12 (und die Linse 102) und das Halteelement 17 (und die Blende 107) sind in X-Achsenrichtung angeordnet. Das heißt, in X-Achsenrichtung gesehen, sind das Halteelement 12 (die Linse 102) und das Halteelement 17 (und die Blende 107) so angeordnet, dass sie sich gegenseitig überlappen.
  • 3 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Konfiguration der in 1 und 2 gezeigten Laserlichtquelle zeigt. Wie in 3 gezeigt, umfasst die Laserlichtquelle 101 ein Laserelement 110, das das Laserlicht oszilliert, ein Montagesubstrat 120, auf dem das Laserelement 110 montiert ist, einen Bodenwandabschnitt 130, auf dem das Montagesubstrat 120 montiert ist, ein Abdeckungselement 150, das auf dem Bodenwandabschnitt 130 vorgesehen ist und ein Gehäuse P bildet, das das Laserelement 110 und das Montagesubstrat 120 zusammen mit dem Bodenwandabschnitt 130 abdichtet, und ein Kühlelement 140, das zwischen dem Bodenwandabschnitt 130 und dem Montagesubstrat 120 innerhalb des Gehäuses P angeordnet ist. Das Laserelement 110 ist zum Beispiel ein Quantenkaskadenlaser. Das Kühlelement 140 dient zur Kühlung des Laserelements 110 und ist z. B. ein Peltier-Element. Eine Endfläche 110s des Laserelements 110 ist die Emissionsfläche 101s für das Laserlicht L1. In dem Gehäuse P ist jedoch ein Fenster 155 ausgebildet, durch das das Laserlicht L1 in das Abdeckungselement 150 übertragen wird. Daher kann eine Fläche 155s des Fensters 155, die der Außenseite des Gehäuses P zugewandt ist, die Emissionsfläche 101s des Laserlichts L1 bilden.
  • Darüber hinaus wird bei der Laserlichtquelle 101 die gesamte Laserlichtquelle 101 durch Halten des unteren Wandabschnitts 130 gehalten. Zum Beispiel ist eine L-förmige Halterung 160 (zum Beispiel ein Teil des Halteelements 19) vorgesehen. Darüber hinaus umfasst die Laserlichtquelle 101 einen Kühlkörper 170, der an der Halterung 160 auf einer dem unteren Wandabschnitt 130 gegenüberliegenden Seite vorgesehen ist, und ein an dem Kühlkörper 170 angebrachtes Gebläse 180. Bei dem Kühlkörper 170 handelt es sich zum Beispiel um einen Kühlkörper vom Luftkühlungstyp. Die Wärmesenke 170 und das Gebläse 180 sind auf dem Laserelement 110 auf einer der Emissionsfläche 101s des Laserlichts L1 gegenüberliegenden Seite vorgesehen und dienen als Kühlelement zur Kühlung des Laserelements 110. Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist das Halteelement 18 (die Blende 108) in der negativen Z-Achsenrichtung (außerhalb des Kühlelements) näher an einer dem Halteelement 13 (dem Winkelreflektor 103) gegenüberliegenden Seite positioniert als das Kühlelement.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht, die das in 2 gezeigte Halteelement (das den Winkelreflektor hält) zeigt. Wie in 4 gezeigt, hält das Halteelement 13 den gesamten Winkelreflektor 103 drehbar und hält das reflektierende Beugungsgitter 104 und den Spiegel 105, um unabhängig voneinander drehbar zu sein. Genauer gesagt hat das Halteelement 13 einen Mechanismus (einen zweiten Mechanismus) 21, der den gesamten Winkelreflektor 103 so hält, dass er um eine Drehachse A1 drehbar ist, die sich mit der Hauptfläche 11s der Basis 11 (d. h. entlang der Hauptfläche 11s) schneidet (orthogonal dazu ist). Die Drehachse A1 verläuft durch einen Schnittpunkt C1, an dem ein zwischen der Reflexionsfläche 104s (einer Verlängerungslinie davon) des reflektierenden Beugungsgitters 104 und der Reflexionsfläche 105s (einer Verlängerungslinie davon) des Spiegels 105 gebildeter Winkel ein rechter Winkel ist.
  • Ferner hat das Halteelement 13 einen Mechanismus (einen ersten Mechanismus) 22, der das reflektierende Beugungsgitter 104 so hält, dass es unabhängig um eine Drehachse A2 entlang der Hauptfläche 11s und der Reflexionsfläche 104s drehbar ist, und der den Spiegel 105 so hält, dass er unabhängig um eine Drehachse A3 entlang der Hauptfläche 11s und der Reflexionsfläche 105s drehbar ist. Folglich kann der Mechanismus 22 eine optische Achse des Beugungslichts L2 in jedem des reflektierenden Beugungsgitters 104 und des Spiegels 105 einstellen. Ferner weist das Halteelement 13 einen Mechanismus (einen dritten Mechanismus) 23 auf, der das reflektierende Beugungsgitter 104 so hält, dass sich das reflektierende Beugungsgitter 104 nicht unabhängig entlang der Hauptfläche 11s dreht, und der den Spiegel 105 so hält, dass sich der Spiegel 105 unabhängig um eine Drehachse A4 dreht, die sich mit der Hauptfläche 11s schneidet (orthogonal dazu) und entlang der Reflexionsfläche 105s (d.h. entlang der Hauptfläche 11s) liegt.
  • Die Rillen des reflektierenden Beugungsgitters 104 erstrecken sich in einer Richtung, die die Hauptfläche 11s schneidet (orthogonal dazu) und sind entlang der Hauptfläche 11s angeordnet. Das heißt, der Mechanismus 21 hält das reflektierende Beugungsgitter 104 drehbar in einer Wellenlängenauswahlrichtung, und der Mechanismus 23 hält das reflektierende Beugungsgitter 104 so, dass es sich nicht unabhängig in der Wellenlängenauswahlrichtung dreht. Das Halteelement 13 kann ferner einen Mechanismus (einen vierten Mechanismus, nicht dargestellt) enthalten, der den Winkelreflektor 103 parallelbeweglich in der X-Achsenrichtung (der zweiten Richtung) hält, indem er beispielsweise auf einem optischen Tisch, einer Schiene oder dergleichen montiert wird.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zur Justierung der optischen Achse der Laservorrichtung 100 unter Verwendung des oben genannten optischen Bausatzes 10 beschrieben. 5 bis 8 sind schematische Draufsichten, die die einzelnen Schritte des Verfahrens zur Einstellung der optischen Achse zeigen. 5 zeigt einen Ausgangszustand des Verfahrens. Bei dem Verfahren wird zunächst, wie in 5 gezeigt, jedes Halteelement mit Ausnahme des Halteelements 13 für den Winkelreflektor 103 der Halteelemente veranlasst, eine der optischen Komponenten mit Ausnahme des Winkelreflektors 103 des optischen Systems zu halten. Zu diesem Zeitpunkt hält jedes Halteelement eine der optischen Komponenten so, dass die Mitte der Linse 102 und die Mitte der optischen Öffnung 106h der Blende 106 auf der Geraden S1 zueinander ausgerichtet sind und so, dass die Mitte der optischen Öffnung 107h der Blende 107 und die Mitte der optischen Öffnung 108h der Blende 108 auf der Geraden S2 innerhalb eines Bereichs der Bearbeitungsgenauigkeit zueinander ausgerichtet sind.
  • Ferner kann ein Abstand zwischen der Linse 102 und der Blende 106 und ein Abstand zwischen der Blende 107 und der Blende 108 so sichergestellt werden, dass eine Neigung jeder der Geraden, die die Mitte der Linse 102 und die Mitte der Blende 106 miteinander verbindet, und einer Geraden, die die Mitte der Blende 107 und die Mitte der Blende 108 miteinander verbindet, von jeder der Geraden S1 und der Geraden S2 innerhalb eines Bereichs von 1 mrad gekrümmt ist. Wenn beispielsweise der Blendendurchmesser jeder der Blenden 106 bis 108 1 mm beträgt, kann der Abstand zwischen der Linse 102 und der Blende 106 sowie der Abstand zwischen der Blende 107 und der Blende 108 auf mindestens 80 mm oder mehr eingestellt werden. Beispielsweise beträgt der Abstand 90 mm. Indem der Abstand zwischen der Linse 102 und der Blende 106 und der Abstand zwischen der Blende 107 und der Blende 108 auf 80 mm oder mehr eingestellt wird, wird die Neigung jeder der Geraden, die ihre Mittelpunkte von jeder der Geraden S1 und der Geraden S2 verbinden, innerhalb eines Bereichs von 1 mrad gekrümmt. Der Abstand zwischen der Geraden S1 und der Geraden S2 hat keine Obergrenze, solange die optischen Komponenten sich nicht gegenseitig stören, wenn sie auf den Geraden S1 und S2 angeordnet sind. Um eine Vergrößerung des optischen Systems oder eine Vergrößerung der Positionsabweichung des Strahls aufgrund der Drehung des reflektierenden Beugungsgitters 104, die später beschrieben wird, zu vermeiden, kann der Abstand innerhalb von 100 mm festgelegt werden. Als Beispiel beträgt der Abstand 40 mm.
  • Anschließend wird bei dem Verfahren, wie in 6 gezeigt, die Laserlichtquelle 101 durch das Halteelement 19 gehalten und montiert, während ein Zustand aufrechterhalten wird, in dem der Winkelreflektor 103 nicht vorgesehen ist. Die Laserlichtquelle 101 wird so installiert, dass das Ausgangslaserlicht L1 durch die optische Öffnung 106h der vom Halteelement 16 gehaltenen Blende 106 über die vom Halteelement 12 gehaltene Linse 102 hindurchtritt. Ferner ist ein Detektor 50, der die Lichtintensität des Laserlichts L1, das durch die optische Öffnung 106h hindurchgetreten ist, erfassen kann, an einer Stelle der Blende 106 auf einer der Laserlichtquelle 101 gegenüberliegenden Seite angebracht.
  • Während dann die Lichtintensität des Laserlichts L1, das durch die optische Öffnung 106h der Blende 106 hindurchgetreten ist, beobachtet wird, wird die Position der Laserlichtquelle 101 in Bezug auf die Linse 102 so eingestellt, dass der maximale Wert der Lichtintensität erreicht wird. Dadurch wird die Positionsausrichtung zwischen dem Lichtaustrittspunkt der Laserlichtquelle 101 und der Mitte der Linse 102 erreicht. Die Mitte der Linse 102 und die Mitte der optischen Öffnung 106h der Blende 106 können mit einer Geraden S1 innerhalb eines Bereichs der Bearbeitungsgenauigkeit der Basis 11 und des Halteelements ausgerichtet werden.
  • Durch die obigen Schritte wird die optische Achse des Laserlichts L, das von der Laserlichtquelle 101 ausgegeben wird und durch die Linse 102 läuft, mit der Geraden S1 ausgerichtet. In diesem Stadium ist der Abstand zwischen der Laserlichtquelle 101 und der Linse 102 noch nicht optimiert. In diesem Stadium sollte der Abstand zwischen der Laserlichtquelle 101 und der Linse 102 so eingestellt werden, dass das Laserlicht L1 in der Nähe der Blende 106 gebündelt wird, um die Lichtintensität zu beobachten.
  • Anschließend wird bei dem Verfahren, wie in 7 gezeigt, der Winkelreflektor 103 durch das Halteelement 13 gehalten und montiert. Dabei müssen die Reflexionsfläche 104s des reflektierenden Beugungsgitters 104 und die Reflexionsfläche 105s des Spiegels 105 nur auf der visuellen Ebene im Wesentlichen orthogonal zueinander sein. Die strenge Orthogonalität zwischen der Reflexionsfläche 104s und der Reflexionsfläche 105s wird durch nachfolgende Schritte sichergestellt, die später beschrieben werden. Ferner kann zu diesem Zeitpunkt der Einfallswinkel des Laserlichts L1 auf die Reflexionsfläche 104s auf einen Winkel eingestellt werden, bei dem der externe Resonator zwischen der Reflexionsfläche 104s und der Laserlichtquelle 101 eingerichtet wird, d.h. einen Winkel, bei dem das Beugungslicht L3 der 1. Ordnung über die Linse 102 zu der Laserlichtquelle 101 zurückgeleitet wird. Da, wie zuvor beschrieben, der Abstand zwischen der Laserlichtquelle 101 und der Linse 102 in diesem Stadium nicht optimiert ist, wird die externe Resonanz nicht hergestellt, die Lichtleistung der Laserlichtquelle 101 nimmt zu, indem das vom reflektierenden Beugungsgitter 104 zurückkommende Licht teilweise zur Laserlichtquelle 101 zurückgeführt wird.
  • Andererseits wird ein Detektor 50, der in der Lage ist, die Lichtintensität des Beugungslichts L2 zu erfassen, das durch die optische Öffnung 107h hindurchgetreten ist, an einer Stelle der Blende 107 auf einer dem Winkelreflektor 103 gegenüberliegenden Seite montiert. Dann, während die Lichtintensität des Beugungslichts L2, das durch die optische Öffnung 107h (z.B. ausreichend auf 1 mm oder weniger abgeblendet) der Blende 107 über den Winkelreflektor 103 hindurchgetreten ist, beobachtet wird, wird der Winkel des reflektierenden Beugungsgitters 104 durch den Mechanismus 22 des Halteelements 13 eingestellt, und somit wird die optische Achse des Beugungslichts L2 von dem reflektierenden Beugungsgitter 104 so eingestellt, dass der maximale Wert der Lichtintensität erhalten wird. Zu diesem Zeitpunkt kann die optische Achse des Beugungslichts L2 weiter eingestellt werden, indem der gesamte Winkelreflektor 103 in X-Achsenrichtung unter Verwendung des vierten Mechanismus bewegt wird.
  • Anschließend wird, wie in 8 gezeigt, wenn der Maximalwert der Lichtintensität des Beugungslichts L2, das durch die optische Öffnung 107h der Blende 107 hindurchgetreten ist, erreicht ist, die optische Öffnung 107h der Blende 107 ausreichend vergrößert, und ein Detektor 50, der in der Lage ist, die Lichtintensität des Beugungslichts L2, das durch die optische Öffnung 108h hindurchgetreten ist, zu erfassen, wird an einer Position auf der Blende 108 auf einer Seite gegenüber der Blende 107 montiert. Während die Lichtintensität des Beugungslichts L2, das durch die optische Öffnung 108h (z.B. ausreichend auf 1 mm oder weniger abgeblendet) der Blende 108 über den Winkelreflektor 103 hindurchgetreten ist, beobachtet wird, wird der Winkel des Spiegels 105 durch den Mechanismus 22 und den Mechanismus 23 des Halteelements 13 eingestellt, und somit wird die optische Achse des Beugungslichts L2 vom Spiegel 105 so eingestellt, dass der Maximalwert der Lichtintensität erhalten wird.
  • Die Mitte der optischen Öffnung 107h der Blende 107 und die Mitte der optischen Öffnung 108h der Blende 108 können mit der Geraden S2 innerhalb eines Bereichs der Bearbeitungsgenauigkeit der Basis 11 und der Halteelemente ausgerichtet werden. Daher kann durch abwechselndes Wiederholen der Einstellung der optischen Achse des Beugungslichts L2, die durchgeführt wird, während die Intensität des Beugungslichts L2, das durch die optische Öffnung 107h der Blende 107 hindurchgegangen ist, beobachtet wird, und der Einstellung der optischen Achse des Beugungslichts L2, die durchgeführt wird, während die Intensität des Beugungslichts L2, das durch die optische Öffnung 108h der Blende 108 hindurchgegangen ist, beobachtet wird, die optische Achse des Beugungslichts L2, das durch die optischen Öffnungen 107h und 108h der Blende 107 und 108 hindurchgegangen ist, in der Reihenfolge mit der Geraden S2 ausgerichtet werden.
  • Als Ergebnis dieser Einstellungen können die optische Achse des Laserlichts L1, das von der Laserlichtquelle 101 ausgegeben wird und durch die Linse 102 hindurchgeht, und die optische Achse des Beugungslichts L2, das durch die optischen Öffnungen 107h und 108h der Blende 107 und 108 über den Winkelreflektor 103 hindurchgeht, mit den beiden Geraden S1 und S2 parallel zueinander ausgerichtet werden. Ferner wird dadurch sichergestellt, dass die Reflexionsfläche 104s des reflektierenden Beugungsgitters 104 und die Reflexionsfläche 105s des Spiegels 105 orthogonal zueinander sind, und die Position und die Richtung des Ausgangslichts, die eingestellt werden, wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts (des Beugungslichts L2) durch die Drehung des Winkelreflektors 103 unter Verwendung des Mechanismus 21 ausgewählt wird, sind fixiert.
  • Schließlich wird bei dem Verfahren der Abstand zwischen der Laserlichtquelle 101 und der Linse 102 wie folgt eingestellt, so dass die Lichtintensität des Beugungslichts L2, das die optische Öffnung 108h durchlaufen hat, in einem beliebigen Abstand von der Blende 108 einen Höchstwert annimmt, wenn die optischen Öffnungen 107h und 108h der Blende 107 und 108 ausreichend vergrößert sind. Infolgedessen wird das Laserlicht L1 von der Laserlichtquelle 101 durch die Linse 102 kollimiert, und die Laserlichtquelle 101 und das reflektierende Beugungsgitter 104 sind optisch miteinander gekoppelt, und somit wird die externe Resonanz mit dem reflektierenden Beugungsgitter 104 als ein Ende des Resonators eingerichtet. Wie zuvor beschrieben, kann gemäß dem Verfahren die optische Achse des externen Resonators eingestellt werden, indem das Licht einfach durch die Blenden 106 bis 107, in der Reihenfolge, geleitet wird, nachdem die Laserlichtquelle 101 montiert wurde.
  • Wie zuvor beschrieben, können die Position und die Richtung des Ausgangslichts mit Hilfe des optischen Bausatzes 10 wie folgt eingestellt werden. Das heißt, zunächst wird der Winkelreflektor 103 von dem Halteelement 13 gehalten. Dann wird, während die Lichtintensität des Beugungslichts L2, das durch die optische Öffnung 107h der Blende 107 über den Winkelreflektor 103 gelangt ist, beobachtet wird, die optische Achse des Beugungslichts L2 vom reflektierenden Beugungsgitter 104 durch den Mechanismus 22 so eingestellt, dass der Maximalwert der Lichtintensität erreicht wird. Wenn der Maximalwert der Lichtintensität des Beugungslichts L2, das durch die optische Öffnung 107h der Blende 107 hindurchgegangen ist, erreicht ist, wird die optische Öffnung 107h der Blende 107 ausreichend vergrößert, oder die Blende 107 wird vorübergehend entfernt, und dann, während die Lichtintensität des Beugungslichts L2, das durch die optische Öffnung 108h der Blende 108 über den Winkelreflektor 103 hindurchgegangen ist, beobachtet wird, wird die optische Achse des Beugungslichts L2 vom Spiegel 105 durch den Mechanismus 22 so eingestellt, dass der Maximalwert der Lichtintensität erreicht wird. Die Mitte der optischen Öffnung 107h der Blende 107 und die Mitte der optischen Öffnung 108h der Blende 108 können mit der Geraden S2 innerhalb eines Bereichs der Bearbeitungsgenauigkeit der Basis 11 und der Halteelemente 17 und 18 ausgerichtet werden. Daher kann durch abwechselnde Wiederholung der Einstellung der optischen Achse des Beugungslichts L2, die durchgeführt wird, während die Intensität des Beugungslichts L2, das durch die optische Öffnung 107h der Blende 107 hindurchgegangen ist, beobachtet wird, und der Einstellung der optischen Achse des Beugungslichts, die durchgeführt wird, während die Intensität des Beugungslichts L2, das durch die optische Öffnung 108h der Blende 108 hindurchgegangen ist, beobachtet wird, die optische Achse des Beugungslichts L2, das durch die optischen Öffnungen 107h und 108h der Blende 107 und der Blende 108 hindurchgeht, mit der einen Geraden ausgerichtet werden.
  • Durch diese Einstellungen kann die optische Achse des Beugungslichts L2, das von der Laserlichtquelle 101 ausgegeben wird und durch die optischen Öffnungen 107h und 108h der Blende 107 und der Blende 108 über den Winkelreflektor 103 tritt, auf die Gerade S2 ausgerichtet werden. Dementsprechend sind die Position und die Richtung des Ausgangslichts fixiert. Auf diese Weise können gemäß dem optischen Bausatz 10 die Position und die Richtung des Ausgangslichts leicht eingestellt werden. Insbesondere ist in dem optischen Bausatz 10 das Halteelement 17 (die Blende 107) näher an dem Halteelement 13 positioniert als die Emissionsfläche 101s des Laserlichts L1 der Laserlichtquelle 101, die von dem Halteelement 19 gehalten wird, und das Halteelement 18 (die Blende 108) ist näher an einer dem Halteelement 13 gegenüberliegenden Seite positioniert als die Emissionsfläche 101s. Das heißt, in dem optischen Bausatz 10 ist der Abstand zwischen der Blende 107 und der Blende 108 gewährleistet. Daher wird die Neigung der optischen Achse (der einen Geraden) des Beugungslichts L2, das sowohl durch die optische Öffnung 107h der Blende 107 als auch durch die optische Öffnung 108h der Blende 108 hindurchgeht, gedämpft, und die Position und die Richtung des Ausgangslichts können mit höherer Genauigkeit eingestellt werden.
  • Ferner umfasst das optische System in dem optischen Bausatz 10 die Linse 102, die zwischen der Laserlichtquelle 101 und dem Winkelreflektor 103 angeordnet ist und in die das Laserlicht L1 in der positiven Z-Achsenrichtung eingegeben wird, und die Blende 106, die so angeordnet ist, dass sie die optische Öffnung 106h bildet, durch die das Laserlicht L1, das durch die Linse 102 hindurchgegangen ist, in einem Fall, in dem der Winkelreflektor 103 nicht vorhanden ist, hindurchgeht, wobei das Laserlicht L1, das durch die Linse 102 hindurchgetreten ist, auf das reflektierende Beugungsgitter 104 auftrifft, das Halteelement das Halteelement 12 zum Halten der Linse 102 und das Halteelement 16 zum Halten der Blende 106 aufweist, und das Halteelement 13 den Mechanismus 21 aufweist, der den gesamten Winkelreflektor 103 so hält, dass er entlang der Hauptfläche drehbar ist.
  • Daher können die Position und die Richtung des Ausgangslichts wie folgt eingestellt werden. Das heißt, zunächst wird jedes Halteelement mit Ausnahme des Halteelements 13 dazu gebracht, eine der optischen Komponenten mit Ausnahme des Winkelreflektors 103 des optischen Systems zu halten. Ferner wird die Laserlichtquelle 101 so montiert, dass das von der Laserlichtquelle 101 abgegebene Laserlicht L1 durch die optische Öffnung 106h der vom Halteelement 16 gehaltenen Blende 106 über die vom Halteelement 12 gehaltene Linse 102 hindurchtritt. Als nächstes wird, während die Lichtintensität des Laserlichts L1, das durch die optische Öffnung 106h der Blende 106 hindurchgetreten ist, beobachtet wird, die Position der Laserlichtquelle 101 in Bezug auf die Linse 102 so eingestellt, dass der maximale Wert der Lichtintensität erreicht wird. Dadurch wird die Positionsausrichtung zwischen dem Lichtaustrittspunkt der Laserlichtquelle 101 und der Mitte der Linse 102 erreicht. Die Mitte der Linse 102 und die Mitte der optischen Öffnung 106h der Blende 106 können mit der Geraden S1 innerhalb eines Bereichs der Bearbeitungsgenauigkeit der Basis 11 und des Halteelements 16 ausgerichtet werden. Daher wird durch den zuvor beschriebenen Schritt die optische Achse des Laserlichts L1, das von der Laserlichtquelle 101 ausgegeben wird und durch die Linse 102 läuft, mit der Geraden S1 ausgerichtet.
  • Danach kann in der gleichen Weise wie zuvor beschrieben durch die Durchführung der Einstellungen mit der Blende 107 und der Blende 108 die optische Achse des Beugungslichts L2, das durch die optischen Öffnungen 107h und 108h der Blende 107 und der Blende 108 tritt, mit der Geraden S2 ausgerichtet werden.
  • Als Ergebnis dieser beiden Einstellungen können die optische Achse des Laserlichts L1, das von der Laserlichtquelle 101 ausgegeben wird und durch die Linse tritt, und die optische Achse des Beugungslichts L2, das durch die optischen Öffnungen 107h und 108h der Blende 107 und 108 über den Winkelreflektor 103 tritt, mit den beiden Geraden S1 und S2 parallel zueinander ausgerichtet werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Reflexionsfläche 104s des reflektierenden Beugungsgitters 104 und die Reflexionsfläche 105s des Spiegels 105 orthogonal zueinander sind, und die Position und die Richtung des Ausgangslichts, die eingestellt werden, wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts (des Beugungslichts 0. Ordnung) durch die Drehung des Winkelreflektors 103 unter Verwendung des Mechanismus 21 ausgewählt wird, sind fixiert. Auf diese Weise können gemäß diesem optischen Bausatz 10 die Position und die Richtung des Ausgangslichts leicht eingestellt werden, und darüber hinaus kann eine Konfiguration, in der die Position und die Richtung des Ausgangslichts, das eingestellt wird, wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts ausgewählt wird, fixiert sind, leicht realisiert werden.
  • In dem optischen Bausatz 10 sind das Halteelement 17 (die Blende 107) und das Halteelement 12 (die Linse 102) in X-Achsenrichtung angeordnet. So kann der Raum zwischen der Emissionsfläche 101s der Laserlichtquelle 101 und dem Winkelreflektor 103 genutzt werden.
  • Des Weiteren umfasst die Laserlichtquelle 101 in dem optischen Bausatz 10 das Laserelement 110, das das Laserlicht L1 oszilliert, und das Kühlelement (die Wärmesenke 170 und das Gebläse 180), das auf dem Laserelement 110 auf einer Seite gegenüber der Emissionsfläche 101s des Laserlichts L1 zum Kühlen des Laserelements 110 vorgesehen ist. Das Halteelement 18 (die Blendeblende 108) ist in der negativen Z-Achsenrichtung (der dritten Richtung) näher an einer dem Halteelement 13 (dem Winkelreflektor 103) gegenüberliegenden Seite positioniert als das Kühlelement. Dadurch ist es möglich, den Abstand zwischen den Blenden 107 und 108 zuverlässiger zu sichern und den Einfluss der Abwärme des Kühlelements auf die optische Achsverstellung durch die Blende 108 einzudämmen.
  • Ferner ermöglicht der Mechanismus 22 im optischen Bausatz 10 die Einstellung der optischen Achse des Beugungslichts L2, indem das reflektierende Beugungsgitter 104 und der Spiegel 105 unabhängig voneinander um die Drehachsen entlang der Hauptfläche 11s drehbar gehalten werden. Daher ist es möglich, die optische Achse des Beugungslichts L2 einzustellen, indem das reflektierende Beugungsgitter 104 und der Spiegel 105 unabhängig voneinander um die Drehachsen entlang der Hauptfläche 11s drehbar gehalten werden.
  • Ferner umfasst das Halteelement 13 in dem optischen Bausatz 10 ferner den Mechanismus 23, der das reflektierende Beugungsgitter 104 so hält, dass sich das reflektierende Beugungsgitter 104 nicht entlang der Hauptfläche 11s dreht, und den Spiegel 105 so hält, dass sich der Spiegel 105 unabhängig entlang der Hauptfläche 11s dreht. In diesem Fall ist es möglich, die optische Achse des Beugungslichts L2 vom Spiegel 105 einzustellen, während eine unbeabsichtigte Änderung der Wellenlänge des gebeugten Lichts L2 eingedämmt wird.
  • Ferner kann das Halteelement 13 in dem optischen Bausatz 10 den vierten Mechanismus enthalten, der den Winkelreflektor 103 in X-Achsenrichtung beweglich hält. In diesem Fall wird der Freiheitsgrad bei der Einstellung der optischen Achse des vom Winkelreflektor 103 emittierten Beugungslichts L3 verbessert.
  • Gemäß dem obigen Aufbau ist es notwendig, auch wenn der Winkel des reflektierenden Beugungsgitters 104, d.h. der Winkel des Winkelreflektors 103, geändert wird, um zu verhindern, dass die Positionsabweichung in der optischen Achse des vom Spiegel 105 reflektierten Beugungslichts L2 auftritt, dass die Reflexionsflächen 104s und 105s des Beugungsgitters 104 und des Spiegels 105 senkrecht zueinander stehen und der Drehpunkt des Winkelreflektors 103 (die Position der Drehachse A1) in gleichen Abständen zu den Geraden S1 und S2 angeordnet ist.
  • Diese Bedingungen werden jedoch auf natürliche Weise durch das zuvor beschriebene Verfahren der optischen Achseneinstellung zur Ausrichtung der optischen Achse mit den beiden parallelen Geraden S1 und S2 geschaffen. Durch einfaches Ausführen der optischen Achsenjustierung in dem obigen Verfahren ist es möglich, den externen Resonator einzurichten und gleichzeitig die Änderungen der Position und der Richtung des Strahls aufgrund der Drehung des Winkelreflektors 103 einzudämmen. Bei dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Einstellung der optischen Achse wird ein Verfahren angewandt, bei dem das reflektierende Beugungsgitter 104 und der Spiegel 105 durch den Einstellmechanismus (den Mechanismus 22 und den Mechanismus 23) unabhängig von der strikten Orthogonalität der gegenseitigen Reflexionsflächen 104s und 105s im Voraus eingestellt werden. Der Grund für die Anwendung dieses Verfahrens ist, dass eine leichte Neigung oder Positionsabweichung, die aufgrund des Austauschs der Laserlichtquelle oder des Beugungsgitters auftreten kann, oder eine Abweichung vom Idealzustand in Abhängigkeit von der Bearbeitungsgenauigkeit für die Bestimmung der Positionen der Linse 102 und der Blenden 106 bis 108 oder der Öffnungsdurchmesser der Blenden 106 bis 108 ausgeglichen wird und die optische Achse entlang der Geraden S1 und S2 durch dieses Verfahren realisiert wird.
  • Selbst wenn eine Konfiguration, in der die Positionsabweichung der optischen Achse des emittierten Lichts aufgrund der Winkeländerung des Winkelreflektors nicht auftritt, durch separate Bildung eines Winkelreflektors, in dem die Reflexionsfläche des reflektierenden Beugungsgitters und die Reflexionsfläche des Spiegels in einem strikten rechten Winkel angeordnet sind, und durch Einbau des separat gebildeten Winkelreflektors ohne Verwendung der Konfiguration gemäß der obigen Ausführungsform realisiert wird, ist die Einstellung zum Ausgleichen der obigen Neigung oder der Positionsabweichung notwendig, um das emittierte Licht zu einer gewünschten Position und einer gewünschten Richtung zu führen. Daher ist es für den Benutzer sehr mühsam, jedes Mal, wenn das reflektierende Beugungsgitter ersetzt wird, einen Winkelreflektor mit einem streng rechten Winkel zu bilden. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, den Komfort der Einstellarbeiten für den Benutzer erheblich zu verbessern, wenn die Laserlichtquelle oder das Beugungsgitter ersetzt wird, indem die Blenden 106 bis 108, die wie zuvor beschrieben angeordnet sind, und der Einstellmechanismus des Winkelreflektors 103 verwendet werden.
  • Darüber hinaus wird in dem optischen System der vorliegenden Ausführungsform selbst nach dem Austausch der Laserlichtquelle oder des Beugungsgitters und der erneuten Ausrichtung das Ausgangslicht immer an der Position und der Richtung entlang der durch die Blenden 107 und 108 definierten Geraden S2 ausgegeben, und somit kann die optische Achse vor dem Austausch auch nach dem Austausch der optischen Komponente und der dazugehörigen Ausrichtung reproduziert werden. Daher ist es möglich, die Laserlichtquelle oder das Beugungsgitter auszutauschen, ohne das externe optische System zu beeinträchtigen, indem die Laservorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform als wellenlängenvariable Lichtquelle verwendet wird. Wie zuvor beschrieben, ist der optische Bausatz 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform als optischer Bausatz geeignet, der den Austausch und die Ausrichtung der optischen Komponente wie der Laserlichtquelle oder des Beugungsgitters erleichtert.
  • Jede der 9 bis 11 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Ergebnis der Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens zur Einstellung der optischen Achse unter Verwendung des optischen Bausatzes gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. In 9 zeigt eine untere horizontale Achse eine Wellenzahl, eine obere horizontale Achse eine Wellenlänge, eine linke vertikale Achse eine normalisierte Lichtintensität und eine rechte vertikale Achse eine durchschnittliche Leistung. Jedes Diagramm in 9 gibt die durchschnittliche Leistung in Bezug auf eine Spitzenwellenlänge (die Wellenzahl) jeder Lichtintensität an. 10 ist ein Diagramm, in dem ein Teil von 9 vergrößert dargestellt ist. Wie in den 9 und 10 gezeigt, ist es möglich, die Laservorrichtung 100 gemäß der Einstellung der optischen Achse unter Verwendung dieses optischen Bausatzes 10 zu realisieren, der in der Lage ist, eine Oszillationswellenlänge in einem Einzelmodus mit einer Halbwertsbreite von weniger als 1 cm-1 in einem Wellenlängenbereich (einer Wellenzahl) von mehr als 150 cm-1 frei zu wählen.
  • In 11 zeigt eine horizontale Achse die Wellenzahl an, und eine vertikale Achse zeigt den Betrag der Abweichung vom Mittelpunkt des Ausgangslichts in der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung an. Wie in 11 gezeigt, ist es gemäß der Einstellung der optischen Achse unter Verwendung dieses optischen Bausatzes 10 möglich, die Laservorrichtung 100 zu realisieren, bei der die Positionsabweichung des Ausgangslichts auf einen Bereich von 0,5 mrad in beliebiger Richtung der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung begrenzt ist, wenn eine Wellenlänge in dem Wellenlängenbereich (der Wellenzahl) ausgewählt wird, der 150 cm-1 überschreitet. Mit diesem optischen Bausatz 10 kann also eine externe Resonatorlichtquelle bereitgestellt werden, die sich für präzise Messungen wie die Spektroskopie eignet.
  • Die obige Ausführungsform beschreibt ein Beispiel der vorliegenden Erfindung. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung nicht auf den zuvor beschriebenen optischen Bausatz 10 und die Laservorrichtung 100 beschränkt und kann beliebig modifiziert werden.
  • Um beispielsweise den Abstand zwischen der Blende 107 und der Blende 108 so groß wie möglich zu halten, können das Halteelement 17 und die Blende 107 so nahe wie möglich an dem Winkelreflektor 103 (dem Spiegel 105) angeordnet werden. Es muss jedoch verhindert werden, dass der Spiegel 105 das Halteelement 17 und die Blende 107 behindert, wenn der Winkelreflektor 103 mit Hilfe des Mechanismus 21 um die Drehachse A1 gedreht wird. Ebenso muss verhindert werden, dass das reflektierende Beugungsgitter 104 mit dem Halteelement 12 und der Linse 102 interferiert, wenn der Winkelreflektor 103 um die Drehachse A1 gedreht wird.
  • Unter diesen Umständen wird mit Bezug auf 12 ein Fall untersucht, in dem das Halteelement 12, die Linse 102, das Halteelement 17 und die Blende 107 dem Winkelreflektor 103 am nächsten liegen. Es wird angenommen, dass der Einfallswinkel θi des Laserlichts L1 auf das reflektierende Beugungsgitter 104 25° oder mehr und 65° oder weniger beträgt. Das Laserlicht L1 durchläuft die Mitte der Linse 102 auf der Geraden S1. Andererseits kann in einem Fall, in dem das reflektierende Beugungsgitter 104 so nahe wie möglich am Ende der Basis 11 angeordnetwerden soll, ein Ende des reflektierenden Beugungsgitters 104 mit dem Schnittpunkt C1 (dem Drehpunkt des reflektierenden Beugungsgitters 104) auf der Geraden S3 ausgerichtet werden. Damit das reflektierende Beugungsgitter 104 das einfallende Laserlicht L1 empfangen kann, muss sich das reflektierende Beugungsgitter 104 in der positiven X-Achsenrichtung um einen Abstand D2 zwischen den Geraden S1 und S3 erstrecken, und sein anderes Ende muss die Gerade S1 erreichen. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Abstand vom Schnittpunkt C1 zu einem Schnittpunkt zwischen dem reflektierenden Beugungsgitter 104 und der Geraden S1 als ein Abstand D2 × 1/cos 65° unter Verwendung des Abstands D2 zwischen der Geraden S1 und der Geraden S3 (1/2 eines Abstands D1 zwischen der Geraden S1 und der Geraden S2) berechnet. Darüber hinaus wird unter Berücksichtigung eines Strahldurchmessers R des Laserlichts L1, das durch die Linse 102 kollimiert wird und auf das reflektierende Beugungsgitter 104 auftrifft, eine Länge a des reflektierenden Beugungsgitters 104 auf (Abstand D2 zwischen der Geraden S1 und der Geraden S3 + Strahldurchmesser R des kollimierten Laserlichts L1) × 1/cos θi festgelegt, und somit kann die Linse 102 näher an dem Winkelreflektor 103 angeordnet werden. Das oben Gesagte gilt in ähnlicher Weise auch für den Spiegel 105.
  • Darüber hinaus ist das Halteelement 13 in der zuvor beschriebenen Laservorrichtung nicht auf die Konfiguration beschränkt, in der der Winkelreflektor 103 fest mit dem Halteelement 13 verbunden und von diesem abnehmbar ist. Das Halteelement 13 kann nur das reflektierende Beugungsgitter 104 des Winkelreflektors 103 abnehmbar halten.
  • Ferner kann anstelle der Blenden 106 bis 108 ein Öffnungselement, wie z. B. eine Lochblende, verwendet werden, die keine Blendenfunktion hat, d. h. die keine Funktion zum Einstellen der Größe jeder der optischen Öffnungen 106h bis 108h hat. In diesem Fall muss jedes der Halteelemente 16 bis 18 nur das Öffnungselement wie die Lochblende halten, um es in einen optischen Pfad des Laserlichts L1 oder des Beugungslichts L2 einzuführen und es aus diesem zu entfernen. Das heißt, die Blenden 106 bis 108 können ein beliebiges Element sein, das in der Lage ist, die optische Öffnung im Strahlengang des Laserlichts L1 oder des Beugungslichts L2 zu bilden.
  • Darüber hinaus kann das Verfahren zur Überwachung der Lichtintensität des Laserlichts L1 oder des Beugungslichts L2 während der Einstellung der optischen Achse mit Hilfe des Detektors 50 durch ein Verfahren mit einem wärmeempfindlichen Farbstoff oder dergleichen ersetzt werden, und die vorliegende Erfindung ist darauf nicht besonders beschränkt.
  • In der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist ein Fall dargestellt, in dem die erste Richtung, die eine Einfallsrichtung des Laserlichts L1 auf das reflektierende Beugungsgitter 104 ist, die positive Z-Achsenrichtung ist, und die dritte Richtung, die eine Reflexionsrichtung des Beugungslichts L2 vom Spiegel 105 ist, die negative Z-Achsenrichtung ist. Das heißt, im obigen Beispiel ist die dritte Richtung eine zur ersten Richtung entgegengesetzte Richtung. In diesem Beispiel sind die Gerade S1 und die Gerade S2 parallel zueinander und auf die Z-Achse ausgerichtet. Die dritte Richtung muss jedoch nur eine Richtung sein, die sich von der ersten und zweiten Richtung unterscheidet. Beispielsweise kann die dritte Richtung (die Gerade S2) zusätzlich zu einer Z-Achsen-Komponente auch eine X-Achsen-Komponente enthalten, und als Beispiel kann die X-Achsen-Komponente kleiner sein als die Z-Achsen-Komponente.
  • Selbst in einem solchen Fall, wenn der Schnittpunkt C1 zwischen der Reflexionsfläche 104s (der Verlängerungslinie davon) des reflektierenden Beugungsgitters 104 und der Reflexionsfläche 105s (der Verlängerungslinie davon) des Spiegels 105 die Rotationsachse A1 ist, ist die Position und die Richtung des Ausgangslichts fixiert, wenn der Wellenlängenabstimmungsprozess durch Drehen des Winkelreflektors 103 durchgeführt wird. In diesem Fall bilden das reflektierende Beugungsgitter 104 und der Spiegel 105 keinen rechten Winkel, aber durch das gleiche Einstellverfahren wie bei der obigen Ausführungsform sind das reflektierende Beugungsgitter 104 und der Spiegel 105 in einem vorbestimmten Winkel entsprechend dem Winkel angeordnet, der durch die Gerade S1 und die Gerade S2 gebildet wird.
  • Darüber hinaus wird in der obigen Ausführungsform die Laservorrichtung 100, die durch den optischen Bausatz 10 gebildet wird, als ein Beispiel für die optische Vorrichtung beschrieben. Die optische Vorrichtung ist jedoch nicht auf die Verwendung des optischen Bausatzes 10 beschränkt. Beispielsweise kann die optische Vorrichtung eine vorbestimmte Laservorrichtung sein, bei der die obigen Halteelemente 12 bis 19 auf einer vorbestimmten Oberfläche eines beliebigen Elements wie einem Gehäuse der vorbestimmten Laservorrichtung vorgesehen sind und ein optisches System einschließlich eines externen Resonators durch die obigen optischen Komponenten gebildet wird, die durch die Halteelemente 12 bis 19 gehalten werden. In diesem Fall können die Position und die Richtung des Ausgangslichts leicht und mit hoher Genauigkeit eingestellt werden, nicht nur, wenn die Lichtquelle ausgetauscht wird, sondern auch, wenn die optischen Komponenten, die in der Vorrichtung enthalten sind, im Falle einer Abweichung im Laufe der Zeit aufgrund einer Verschlechterung der Befestigungen eingestellt werden, und somit ist diese optische Vorrichtung effektiv.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Es ist möglich, einen optischen Bausatz und eine optische Vorrichtung bereitzustellen, die eine einfache Einstellung der Position und der Richtung des Ausgangslichts ermöglichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Optischer Bausatz
    11
    Basis
    11s
    Hauptfläche
    12
    Halteelement (Linsen-Halteelement)
    13
    Halteelement (Reflektor-Halteelement)
    16
    Halteelement (drittes Öffnungselement-Halteelement)
    17
    Halteelement (erstes Öffnungselement-Halteelement)
    18
    Halteelement (zweites Öffnungselement-Halteelement)
    19
    Halteelement (Lichtquellen-Halteelement)
    21
    Mechanismus (zweiter Mechanismus)
    22
    Mechanismus (erster Mechanismus)
    23
    Mechanismus (dritter Mechanismus)
    100
    Laservorrichtung (optische Vorrichtung)
    101
    Laserlichtquelle
    110
    Laserelement
    101s
    Emissionsfläche
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • R. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, J. Faist „Widely tunable mode-hop free external cavity quantumcascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing“ Applied Physics B, September 2008, Band 92, Ausgabe 3, S. 305-311 [0003]

Claims (9)

  1. Optischer Bausatz zum Bilden eines optischen Systems, das einen externen Resonator einer Laserlichtquelle enthält, die Laserlicht ausgibt, wobei der optische Bausatz umfasst: eine Basis mit einer Hauptfläche; ein Lichtquellen-Halteelement, das auf der Hauptfläche vorgesehen und zum Halten der Laserlichtquelle ausgebildet ist; und ein Halteelement, das auf der Hauptfläche vorgesehen und zum Halten des optischen Systems ausgebildet ist, wobei das optische System umfasst: einen Winkelreflektor, der aus einem reflektierenden Beugungsgitter, das konfiguriert ist, um Laserlicht zu beugen, das von der Laserlichtquelle emittiert wird und aus einer ersten Richtung einfällt, und konfiguriert ist, das Beugungslicht 0. Ordnung in eine zweite Richtung zu reflektieren, die sich mit der ersten Richtung schneidet, und einem Spiegel, der konfiguriert ist, um das Beugungslicht von dem reflektierenden Beugungsgitter in eine dritte Richtung zu reflektieren, die sich von der ersten Richtung und der zweiten Richtung unterscheidet, gebildet ist, und ein erstes Öffnungselement und ein zweites Öffnungselement, die in der dritten Richtung angeordnet sind, um eine optische Öffnung zu bilden, durch die das Beugungslicht vom Winkelreflektor der Reihe nach hindurchtritt, wobei das Halteelement aufweist: ein Reflektor-Halteelement, das ausgebildet ist, um den Winkelreflektor zu halten, ein erstes Öffnungselement-Halteelement, das ausgebildet ist, um das erste Öffnungselement zu halten, und ein zweites Öffnungselement-Halteelement, das ausgebildet ist, um das zweite Öffnungselement zu halten, wobei das Reflektor-Halteelement einen ersten Mechanismus enthält, der die Einstellung einer optischen Achse des Beugungslichts in sowohl dem reflektierenden Beugungsgitter als auch dem Spiegel ermöglicht, wobei das erste Öffnungselement-Halteelement in der dritten Richtung näher an dem Reflektor-Halteelement positioniert ist als eine Emissionsfläche des Laserlichts der Laserlichtquelle, die von dem Lichtquellen-Halteelement gehalten wird, und wobei das zweite Öffnungselement-Halteelement in der dritten Richtung näher an einer dem Reflektor-Halteelement gegenüberliegenden Seite positioniert ist als die Emissionsfläche des Laserlichts der Laserlichtquelle, die von dem Lichtquellen-Halteelement gehalten wird.
  2. Optischer Bausatz nach Anspruch 1, wobei das optische System umfasst: eine Linse, die zwischen der Laserlichtquelle und dem Winkelreflektor angeordnet ist und in die das Laserlicht in der ersten Richtung eingekoppelt wird, und ein drittes Öffnungselement, das so angeordnet ist, dass es eine optische Öffnung bildet, durch die das Laserlicht, das die Linse durchlaufen hat, in einem Fall, in dem der Winkelreflektor nicht vorhanden ist, hindurchtritt, wobei das Laserlicht, das die Linse durchlaufen hat, auf das reflektierende Beugungsgitter fällt, wobei das Halteelement aufweist: ein Linsen-Halteelement, das ausgebildet ist, um die Linse zu halten, und ein drittes Öffnungselement-Halteelement, das ausgebildet ist, um das dritte Öffnungselements zu halten, und wobei das Reflektor-Halteelement einen zweiten Mechanismus umfasst, der so konfiguriert ist, dass er den gesamten Winkelreflektor so hält, dass er entlang der Hauptfläche drehbar ist.
  3. Optischer Bausatz nach Anspruch 2, wobei das erste Öffnungselement-Halteelement und das Linsen-Halteelement in der zweiten Richtung angeordnet sind.
  4. Optischer Bausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Laserlichtquelle umfasst: ein Laserelement, das so ausgebildet ist, dass das Laserlicht oszilliert, und ein Kühlelement, das in dem Laserelement auf einer der Emissionsfläche des Laserlichts gegenüberliegenden Seite vorgesehen und zum Kühlen des Laserelements ausgebildet ist, und wobei das zweite Öffnungselement-Halteelement näher an einer dem Reflektor-Halteelement gegenüberliegenden Seite angeordnet ist als das Kühlelement in der dritten Richtung.
  5. Optischer Bausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Mechanismus die Einstellung einer optischen Achse des Beugungslichts ermöglicht, indem das reflektierende Beugungsgitter und der Spiegel so gehalten werden, dass sie unabhängig voneinander um Drehachsen entlang der Hauptfläche drehbar sind.
  6. Optischer Bausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Reflektor-Halteelement ferner einen dritten Mechanismus aufweist, der so konfiguriert ist, dass er das reflektierende Beugungsgitter so hält, dass sich das reflektierende Beugungsgitter nicht entlang der Hauptfläche dreht, und so konfiguriert ist, dass er den Spiegel so hält, dass sich der Spiegel unabhängig entlang der Hauptfläche dreht.
  7. Optikbausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Reflektor-Halteelement ferner einen vierten Mechanismus aufweist, der so konfiguriert ist, dass er den Winkelreflektor so hält, dass er in der zweiten Richtung bewegbar ist.
  8. Optische Vorrichtung, umfassend: den optischen Bausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7; die Laserlichtquelle, die von der Lichtquellenhalterung gehalten wird; den Winkelreflektor, der von dem Reflektor-Halteelement wird; das erste Öffnungselement, das von dem ersten Öffnungselement-Halteelement gehalten wird; und das zweite Öffnungselement, das von dem zweiten Halteelement des Öffnungselements gehalten wird.
  9. Optische Vorrichtung, in der ein optisches System mit einem externen Resonator einer Laserlichtquelle, die zur Ausgabe von Laserlicht konfiguriert ist, ausgebildet ist, wobei die optische Vorrichtung umfasst: ein Lichtquellen-Halteelement, das auf einer vorbestimmten Oberfläche der optischen Vorrichtung vorgesehen ist und zum Halten der Laserlichtquelle ausgebildet ist; und ein Halteelement, das auf der vorbestimmten Oberfläche vorgesehen ist und zum Halten des optischen Systems ausgebildet ist, wobei das optische System umfasst: einen Winkelreflektor, der aus einem reflektierenden Beugungsgitter, das konfiguriert ist, um Laserlicht zu beugen, das von der Laserlichtquelle emittiert wird und aus einer ersten Richtung einfällt, und konfiguriert ist, das Beugungslicht 0. Ordnung in eine zweite Richtung zu reflektieren, die sich mit der ersten Richtung schneidet, und einem Spiegel, der konfiguriert ist, um das Beugungslicht von dem reflektierenden Beugungsgitter in eine dritte Richtung zu reflektieren, die sich von der ersten Richtung und der zweiten Richtung unterscheidet, gebildet ist, und ein erstes Öffnungselement und ein zweites Öffnungselement, die in der dritten Richtung angeordnet sind, um eine optische Öffnung zu bilden, durch die das Beugungslicht vom Winkelreflektor der Reihe nach hindurchtritt, wobei das Halteelement aufweist: ein Reflektor-Halteelement, das ausgebildet ist, um den Winkelreflektor zu halten, ein erstes Öffnungselement-Halteelement, das ausgebildet ist, um das erste Öffnungselement zu halten, und ein zweites Öffnungselement-Halteelement, das ausgebildet ist, um das zweite Öffnungselement zu halten, wobei das Reflektor-Halteelement einen ersten Mechanismus enthält, der die Einstellung einer optischen Achse des Beugungslichts in sowohl dem reflektierenden Beugungsgitter als auch dem Spiegel ermöglicht, wobei das erste Öffnungselement-Halteelement in der dritten Richtung näher an dem Reflektor-Halteelement positioniert ist als eine Emissionsfläche des Laserlichts der Laserlichtquelle, die von dem Lichtquellen-Halteelement gehalten wird, und wobei das zweite Öffnungselement-Halteelement in der dritten Richtung näher an einer dem Reflektor-Halteelement gegenüberliegenden Seite positioniert ist als die Emissionsfläche des Laserlichts der Laserlichtquelle, die von dem Lichtquellen-Halteelement gehalten wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1168248A (ja) * 1997-08-21 1999-03-09 Ando Electric Co Ltd 外部共振器型波長可変半導体レーザ光源
JP2007150028A (ja) 2005-11-29 2007-06-14 Sony Corp 光学装置の調整方法
JP5775325B2 (ja) 2011-02-25 2015-09-09 浜松ホトニクス株式会社 波長可変光源
JP5868480B2 (ja) 2014-12-12 2016-02-24 ソニー株式会社 半導体レーザ装置組立体

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
R. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, J. Faist „Widely tunable mode-hop free external cavity quantumcascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing" Applied Physics B, September 2008, Band 92, Ausgabe 3, S. 305-311

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